什么是陶瓷电阻器？

陶瓷组合电阻器由精细研磨的绝缘体和导体的混合物组成，被压缩成圆柱形。连接端子，并在电阻器的外壳上涂上绝缘涂层。电阻根据绝缘体与导体混合物的比例进行控制。

陶瓷是一种优良的电绝缘体，也是一种极好的导热体。陶瓷的这种特性使这些电阻器的磁芯能够承受流过它们的低到中等功率的电流，而不会过热和损坏。就其性质而言，陶瓷电阻器也具有很强的化学惰性。

陶瓷的用途不仅限于电阻器的内部元件。与许多其他类型的电阻器相比，陶瓷绝缘和热性能将实现外部绝缘并保持更大的耐热性。

真正的陶瓷电阻器（称为碳复合电阻器）的结构与大多数其他类型的电阻器不同，尽管它们也可能使用陶瓷。陶瓷电阻器由细粉碳和陶瓷材料组合而成。这两种粉末以特定的比例组合，以确定电阻器的最终值。

陶瓷电阻器结构

烧结是致密化的过程，通过加热或压力形成固体材料，同时保持在液化熔点以下。这是陶瓷制造过程中的关键步骤。

陶瓷电阻器是使用陶瓷材料的烧结体制造的，带有导电颗粒，均匀分布在整个体物质混合物中，以产生 100% 有源且无感的电阻器矩阵。陶瓷电阻器也具有化学惰性。

当碳与陶瓷的比例较高时，电阻值会更低。然而，陶瓷材料与碳的比例越高，电阻器的电阻值就越高。当建立所需的比例时，混合物被压缩以形成电阻体形状，然后窑烧以烧结陶瓷。这些类型的电阻器通常具有陶瓷材料的外壳，用作绝缘体。

EAK陶瓷电阻器应用

电机驱动放电

中压电机驱动系统可以通过陶瓷电阻器放电，以确保安全运行。这种组件的尺寸可以基于直流母线电容与指定电机驱动器的关断时间耦合。关断继电器的电流能力与通过陶瓷电阻器的安全放电相结合，是该组件设计中的两个关键功能。

高负载测试系统

负载组陶瓷电阻器可用于安全地仿真电源设计中的负载应用，例如电动汽车电池和充电站输出所需的测试。

发动机制动和撬棍

高功率陶瓷电阻器通常用于火车机车和有轨电车。这些电阻器将安全地将此类车辆的高动能转换为热量。在此应用中，陶瓷电阻器不会在负载端接端接处出现电压尖峰。

中性线接地电阻

此设计中使用陶瓷电阻器，用于 Y 型连接发电机的电源接地。

直线加速器板

当科学家在受控的封闭环境中研究粒子物理学时，必须有效且安全地控制大量能量。很多时候，板坯组件可以浸没在油中。这种方法将提供一种更安全的方法来消散为直线加速器供电时产生的热量。

静电除尘器

并联陶瓷管状电阻器组件是替代绕线电阻器的有效解决方案，后者在静电除尘器应用中无法安全正常工作。这些类型的系统可能表现出高于 300kV 的峰值电压，同时耗散超过 2 kW 的功率。

封装陶瓷电阻器

当标准平板电阻器不够坚固，无法处理应用时，设计人员将寻求更强大的散热和机械解决方案。使用封装组件将有助于消除冲击或振动引起的断开和污染物的风险。

使用机加工铝壳设计将能够串联或并联多个轴向或平板电阻器。封装后，组件将安装到液冷散热器上，以允许连续供电（2-3 倍正常额定值）安全地通过完成的组件供电。

电阻硬件和散热器

根据应用的不同，每种安装方式都有其独特和最佳的优势。

陶瓷电阻器的功率范围为 1/2 瓦至 1,000 瓦。随着功率水平的增加，安装要求的类型将发生变化。低于 3W 的低电平功率电阻器通常采用表面贴装格式。

随着电阻器额定功率从3W增加到10W，轴向通孔将成为首选的安装方式。

管状功率电阻器基板具有较大的表面积，可以在其上应用陶瓷电阻器材料。安装硬件是必要的，这将有助于将管状电阻器从PC板上抬起。

EAK实心陶瓷电阻器

设计人员需要注意额定功率。电阻器是自热元件，因此它们必须能够处理功耗，同时满足所有关键规格。可能还需要散热器。

安装电阻器时，高耗散可能会导致更大的物理电阻器尺寸。设计人员需要确定电阻器是否需要额外的安装支撑

选择电阻器时，不要过分指定会增加成本并占用更多电路板空间的电阻器。请密切注意数据手册中的降额曲线。在查看电阻器温度曲线时，它是否指定了环境空气或散热器温度？

电阻器可能需要通过正常的被动对流甚至使用强制空气来冷却。当心可能阻挡从风扇到电阻器的气流的大型组件。

谨防脉冲负载应用。功率爆发可以大大超过额定值。厚膜和绕线电阻器最适合这里。

自感：电阻电感不会成为直流设计中的一个因素。然而，在高频下，自感可能是一个问题。在这种情况下，设计人员可能希望寻找具有低自感的电阻器。

在高压应用中，设计人员需要选择合适的电压电阻额定值和足够的引线间距，以防止高压设计中的电弧。

电阻器的电阻温度系数 （TCR） 可能会改变读数的精度，尤其是当电阻器通过压降测量电流时。自发热可能会导致电阻欧姆值发生变化。

 EAK陶瓷电阻器应用

大电流和制动

陶瓷电阻器具有散热的特性。这种电阻功能可用于减慢机械系统的速度。该过程称为动态制动，此设计中使用的电阻器称为动态制动电阻器。当电动机减速时，动能被转换回电能。列车中的制动电阻器和变频电机驱动器就是一个很好的例子。

制动电阻的额定功率通常为高功率和低欧姆值。冷却可以通过散热片、风扇，或者在更高功率的情况下，水冷。

运输和汽车级功率电阻器

一些 500 瓦及以上的陶瓷功率电阻器采用陶瓷硅制成，带有管状陶瓷芯，用于这些应用。这些电阻器的额定功率从 12 瓦到 1kW 不等。接线片端子用于焊接或坚固的螺栓连接。这些电阻器可以承受额定功率 10 倍的过载，持续 5 秒。

电动汽车

高功率电阻器可用于电动汽车 （EV） 充电系统、电源控制、配电、电机控制和电池模块。

在动态制动过程中耗散到功率电阻器中的能量可用于加热车厢，从而减少对电加热的需求，这将给电池带来额外的负载。请参阅上文“大电流和制动”和“运输和汽车级功率电阻器”部分。